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Les espèces clonées sont-elles significativement plus vulnérables aux maladies que les espèces à reproduction sexuée ?

Les espèces clonées sont-elles significativement plus vulnérables aux maladies que les espèces à reproduction sexuée ?



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J'aimerais pouvoir comparer le risque d'extinction des espèces qu'implique leur mécanisme de reproduction à très court terme. Imaginez que nous choisissons une espèce A qui peut se reproduire à la fois sexuellement et asexuée, puis nous faisons trois clones de terre et dans un clone, nous répandons 1 million de spécimens de A qui sont tous reproduits sexuellement. Dans un autre 1 million qui sont tous reproduits de manière asexuée (pas dans une génération mais dans une centaine de générations) et dans un autre 1 million de spécimens clonés de A. maintenant, je veux comparer la probabilité que chacun de ces trois s'éteigne dans 10 années en supposant que les générations suivantes seraient également reproduites comme leurs parents bien sûr.

À la fin, je serais heureux de savoir si la raison que je reçois pour cette question dépend de la sophistication du système immunitaire de cette espèce.

Donc, si je pouvais remplir le tableau suivant avec des nombres normalisés de 1 à 100, je serais si heureux.

?? ?? ?? ════════════════════════════╗ ║ score de tolérance à la maladie ║ clones d'un seul spécimen ║ reproduction asexuée du même spécimen à travers les générations ║ sexué reproduction d'un couple à travers les générations ║ ╠═════════════════════════════╬════════════ ?? ?? ═══════════════════════════════════╣ ║ système immunitaire sophistiqué ║ ║ ║ ║ ╠═════ ?? ?? ?? ══════════════════════╣ ║ système immunitaire occasionnel ║ ║ ║ ║ ╠══════════════════ ?? ?? ?? ═════════╣ ║ système immunitaire simple ║ ║ ║ ║ ╚══ ?? ?? ?? ??

En ce moment, mon intuition me dit que cela devrait être quelque chose comme ceci:

80 85 100 40 50 70 1 15 30

Mais je sais que je peux me tromper.

Veuillez noter que je ne veux pas la seule réponse "correcte" à cette question. Je serais assez heureux avec la meilleure "mauvaise" réponse d'un biologiste. Je veux dire si vous savez certaines choses et que vous avez des idées à ce sujet qui ne sont pas si mauvaises, mais vous n'êtes pas si sûr et vous pensez peut-être qu'à l'avenir la science prouvera que vous aviez tort. Dites-moi juste cette réponse incomplète. Je veux juste apprendre quelque chose de plus que ce que je sais maintenant. Je ne veux pas de réponse ultime.


Le blog bio de Christina

Le sexe n'est pas important. Bien qu'il y ait des avantages au sexe, il y a plus d'avantages à la reproduction asexuée ou au clonage. Avec suffisamment de chance dans les mutations et en voyageant, les espèces à reproduction asexuée comme le rotifère bdelloïde peuvent récolter tous les bénéfices de la reproduction asexuée tout en évitant les répercussions.

Les organismes qui se livrent à la reproduction sexuée ont, en moyenne, vécu plus longtemps que ceux qui ne le font pas. Cela est dû au fait que les organismes à reproduction sexuée ne reposent pas uniquement sur des mutations, qui peuvent être nocives. De plus, les organismes qui se reproduisent sexuellement sont moins vulnérables aux maladies, car ils ont un ADN différent, ce qui rendra plus difficile la propagation de la maladie.

Cependant, le sexe demande beaucoup d'efforts. Comme l'explique Olivia Judson dans son livre, Les conseils sexuels du Dr Tatiana à toute la création, « une fleur mâle qui souhaite être un Lothario et répandre son pollen sur autant de partenaires que possible doit séduire non pas des fleurs femelles mais des abeilles. des heures et des heures, ils doivent accomplir des exploits prodigieux, construire et reconstruire des nids et des tonnelles » (2).

Trouver un partenaire demande une énorme quantité d'énergie et est plutôt inefficace. Le processus présente également de nombreux défauts. Même s'il existe un organisme avec un trait qui révolutionnerait l'espèce, si cet organisme ne peut pas avoir de relations sexuelles, le trait mourra avec lui, et l'espèce ne pourra jamais bénéficier du trait de l'organisme. En outre, le sexe peut interférer avec la survie. Les traits qui attirent les partenaires sont audacieux afin qu'ils puissent être vus par d'éventuels partenaires, mais ces traits peuvent également être vus par les prédateurs, ce qui en fait des proies plus faciles. Enfin, les organismes qui se reproduisent sexuellement doivent rivaliser avec d'autres de leur espèce pour s'accoupler, car il faut souvent du temps aux organismes pour décider avec qui s'accoupler.

La reproduction asexuée, cependant, est beaucoup plus efficace. Les organismes qui se reproduisent de manière asexuée n'ont pas besoin de dépenser de grandes quantités d'énergie pour trouver un partenaire. De plus, les organismes à reproduction asexuée ont deux fois plus de descendants que les organismes à reproduction sexuée. "Si les femelles [d'une espèce se reproduisant sexuellement] ont moins de deux enfants, la population diminue de plus de deux et la population augmente", explique Judson. "Dans une population asexuée, cependant, chaque femme n'a besoin d'avoir qu'un seul enfant pour que la population reste de la même taille. Plus d'un, et la population augmentera" (215).

D'un autre côté, les organismes qui se livrent à la reproduction asexuée meurent généralement après un court laps de temps, soit à cause de mutations nuisibles ou de virus. Selon le cliquet de Muller, l'une des théories tentant d'expliquer pourquoi les espèces qui se reproduisent de manière asexuée ont tendance à disparaître rapidement, les populations à reproduction asexuée s'éteignent parce que le nombre de mutations nuisibles augmentera inévitablement. La hache de guerre de Kondrashov, une autre de ces théories, est en désaccord. Il dit que chaque individu peut contenir une certaine quantité de mutations légèrement nocives jusqu'à sa mort. Parce que les populations qui se reproduisent sexuellement mélangent les gènes, les organismes malchanceux avec trop de mutations nuisibles meurent. Cependant, dans les populations à reproduction asexuée, de nombreux organismes mourront à cause de mauvaises mutations, car leur seul moyen de changer leurs gènes est la mutation. Étant donné que les organismes à reproduction asexuée ont pour la plupart les mêmes gènes les uns que les autres, il est facile pour eux d'être tués par des virus. C'est ce qu'on appelle la reine rouge.

Quelque chose qui m'a troublé était le cliquet de Muller et la hache de Kondrashov. Ils semblent tous les deux avoir le même point. De plus, pourquoi le cliquet de Muller a-t-il besoin d'hypothèses à respecter alors que la hache de Kondrashov ne le fait pas ? Je veux savoir comment les scientifiques ont découvert qu'il existe deux types de reproduction différents et s'il est possible de contrôler les mutations.


Introduction

Selon l'Évaluation des écosystèmes pour le millénaire, 50 à 66 % des biomes terrestres ont été modifiés et fragmentés (http://www.maweb.org), laissant de nombreuses espèces sous forme de petites populations dans des fragments séparés spatialement. La survie des espèces végétales rares après la perte et la fragmentation de l'habitat dépend de la reproduction in situ et de la persistance de la population, ainsi que de l'établissement dans de nouveaux sites, de sorte que la disparition locale stochastique n'entraîne pas l'extinction des espèces (Schurr et al. 2007). La persistance in situ implique soit la reproduction végétative, soit la pollinisation, la nouaison et l'établissement et l'établissement des semis dans de nouveaux sites nécessitent la dispersion des propagules. Cependant, la perte et la fragmentation de l'habitat devraient modifier la quantité, la qualité et les modèles de flux de gènes parmi les populations (Rymer et al. 2015 Young et al. 1996) et modifier l'occurrence et l'étendue de la reproduction végétative (Franceschinelli et Bawa 2000 van Kleunen et al. 2001) et la dispersion des espèces (Cheptou et al. 2017). Comprendre comment la perte et la fragmentation de l'habitat modifient la fréquence et le type de reproduction et de dispersion des espèces est essentiel pour des analyses solides du risque de survie des espèces et de la planification de la conservation (Carrió et al. 2009 Evans et al. 2003 Pereira et al. 2004 Zeigler et al. 2013).

Il existe une variation substantielle dans la façon dont les espèces végétales et les interactions plante-animal réagissent à la fragmentation (Brudvig et al. 2015). Cependant, il existe certaines attentes établies concernant les relations entre la perte et la fragmentation de l'habitat et la reproduction végétative, la pollinisation, la formation de graines et l'établissement des semis. La reproduction végétative des plantes ligneuses est courante dans les forêts tempérées et tropicales, et constitue une adaptation courante aux perturbations (Bellingham 2000). Il devrait minimiser la dépendance vis-à-vis du recrutement des semis et réduire les impacts des perturbations locales, la vulnérabilité à la consanguinité et la perte de pollinisateurs et de disperseurs, ainsi il devrait jouer un rôle central dans la persistance de la population pour certaines espèces après la perte et la fragmentation de l'habitat. (Bond et Midgley 2001). Il est important de noter que la reproduction végétative ne facilite généralement pas l'établissement dans de nouveaux sites, ou ne fournit pas de recombinaison génétique pour soutenir l'évolution et l'adaptation, qui sont susceptibles d'être critiques pour la survie des espèces compte tenu des changements environnementaux en cours.

La pollinisation, la production de graines et l'établissement des semis sont les étapes clés de l'établissement de nouveaux individus via la reproduction sexuée, et l'échec de l'une de ces étapes peut menacer la persistance de l'espèce. Des synthèses récentes suggèrent que, bien qu'en théorie, la fragmentation puisse soit augmenter (par exemple Lander et al. 2010 White et al. 2002) soit diminuer le flux de gènes entre les populations (par exemple Vranckx et al. 2012), ce qui peut réduire la pollinisation efficace, la production de graines et des observations empiriques sur l'établissement des semis pour les espèces d'arbres forestiers ont révélé des changements dans le flux génétique qui sont plus nuancés que de simples augmentations ou diminutions (par exemple, une pollinisation accrue à courte distance ainsi qu'une augmentation de la dispersion des graines ou du pollen sur de longues distances pour la même espèce dans un paysage fragmenté) (Lowe et al. 2015). Cette complexité est due en partie au fait que les espèces d'arbres forestiers ont des attributs qui peuvent améliorer les conséquences génétiques des populations de la fragmentation de l'habitat. Des études empiriques sur le flux de gènes post-fragmentation ont trouvé un flux de gènes à longue distance via le pollen et/ou les graines, ce qui évite l'isolement génétique, la présence de générations qui se chevauchent, ce qui ralentit la perte de diversité génétique et des systèmes d'accouplement flexibles, qui permettent la production de descendance à travers autofécondation (Lowe et al. 2015). Si la fragmentation de l'habitat entraîne une réduction du mouvement du pollen et des propagules entre les fragments de forêt, cela peut entraîner une augmentation de la structure génétique spatiale et une diminution de la variation génétique locale et du potentiel adaptatif en raison de l'augmentation de la consanguinité et de la dérive génétique (Reed et Frankham 2003 Sork et al. 2002). Une consanguinité accrue peut également réduire la production de graines et la performance de la progéniture, ce qui peut à son tour entraîner une réduction de la taille et de la viabilité de la population (Byrne et al. 2007 Husband and Schemske 1996 Lowe et al. 2005 Rymer et al. 2015 Vranckx et al. 2012 Wright et al. al. 2008). L'augmentation du flux génétique suite à la fragmentation de l'habitat peut également avoir des conséquences délétères, telles qu'une adaptation locale réduite (Lenormand 2002 mais voir Tigano et Friesen 2016). En résumé, les arbres peuvent ou non montrer des augmentations ou des diminutions du flux de gènes après la fragmentation de l'habitat, selon les espèces et le contexte, et si le flux de gènes augmente ou diminue, cela peut réduire le succès de reproduction et la probabilité de persistance de la population.

Les attentes concernant la relation entre la perte et la fragmentation de l'habitat et la dispersion des propagules sont tout aussi complexes. La dispersion de propagules sur de longues distances, bien qu'elle ne représente qu'une faible proportion de toutes les dispersions de propagules, devrait être disproportionnellement importante pour la dynamique des populations et des métapopulations, l'expansion de l'aire de répartition et la migration (Cain et al. 2000 Hanski 1998 Nathan et Muller-Landau 2000) . Selon le mécanisme de dispersion des propagules et les changements spécifiques du paysage, la perte et la fragmentation de l'habitat peuvent augmenter ou diminuer la probabilité de dispersion des propagules et les distances sur lesquelles elle se produit.Par exemple, les graines dispersées par le vent et les animaux peuvent se disperser sur des distances plus ou moins longues suite à la perte de végétation indigène, ce qui peut avoir un impact positif ou négatif sur la dynamique des populations et des métapopulations (Damschen et al. 2014 Herrera et Garcia 2010).

Dans cette étude, nous étudions comment la perte et la fragmentation de l'habitat affectent la reproduction et la dispersion, et la probabilité de persistance et d'expansion de la population, pour l'arbre en voie de disparition. Gomortega keule Ruíz & Pavón (Gomortegaceae), endémique du hotspot de biodiversité du Chili central (CCBH). Dans le CCBH, 70 % de la superficie a été convertie d'écosystèmes indigènes en utilisations humaines des terres. Cette perte d'habitat indigène constitue une menace sérieuse pour les espèces dépendantes de ces écosystèmes, y compris 1605 espèces végétales, dont 173 sont endémiques et/ou menacées (Brooks et al. 2002 Myers et al. 2000). Gomortega keule existe sous forme de petits peuplements dispersés et est classé comme En danger dans la Liste rouge de l'UICN sur la base d'une réduction de population estimée à ≥ 70 %, liée aux activités d'exploitation forestière et de gestion forestière, aux incendies et à l'empiètement agricole (González 1998 UICN 2012 Oldfield et al . 1998). Les auteurs précédents ont rapporté que G. keuleLa reproduction est caractérisée par une reproduction végétative suspectée, mais non confirmée, et une production de graines abondante, mais cet établissement de semis est extrêmement rare (Lander et al. 2010 Villegas et al. 2003). Pour autant que nous le sachions, il n'y a pas de données publiées sur la dispersion des propagules dans G. keule.

Nous abordons les questions suivantes pour évaluer les menaces spécifiques à G. keule la persistance et l'expansion de la population, et suggèrent des interventions de gestion potentielles pour atténuer ces menaces.

Reproduction végétative

Question 1 (Q1)

Fait G. keule se reproduire végétativement ?

Parce que G. keule taillis facilement, et les individus se présentent parfois sous forme d'anneaux de gaules autour des arbres plus âgés, nous avons émis l'hypothèse que G. keule pourrait se reproduire par voie végétative et que cela peut fournir un moyen de persistance de la population in situ.

Pollinisation, production de graines et établissement des semis

Question 2 (Q2) :

Existe-t-il des preuves de sélection contre les semences produites par autofécondation lors de la phase d'établissement des plantules ?

Comme il y avait des graines mais pas de semis tout au plus G. keule sites d'étude, nous avons émis l'hypothèse que des niveaux élevés d'autofécondation ou de consanguinité auraient pu entraîner l'inviabilité des graines ou la mortalité des semis.

Dispersion des propagules

Question 3 (Q3)

Jusqu'où G. keule les graines se dispersent et s'établissent en plantules?

Parce que Gomortega keuleLes fruits sont de grosses drupes lourdes avec un mésocarpe charnu, ils semblent être adaptés à la dispersion des vertébrés (Fig. 1). Nous avons émis l'hypothèse que nous observerions une dispersion sur de longues distances plus fréquente et un établissement de semis plus agrégé qu'avec la dispersion par gravité seule.

Fruit non mûr, endocarpe et graine de G. keule


Comment déterminer l'apomixie

Pour étudier le mécanisme de l'apomixie, la première étape est de trouver et d'identifier quelles plantes ont des caractéristiques apomictiques. Les plantes peuvent encore produire une progéniture fertile après émasculation ou blocage de la pollinisation, et il peut être initialement déterminé que le matériel étudié est apomictique. De plus, le test de maintien du génotyme maternel chez la progéniture peut être utilisé pour déterminer si les gènes de la descendance sont tous dérivés du parent femelle, et la relation de ploïdie entre l'albumen et les cellules somatiques peut être examinée par cytométrie en flux pour prouver davantage que le matériau a des caractéristiques apomictiques. Des techniques microscopiques sont utilisées pour observer le développement du sac embryonnaire et pour déterminer la source de l'embryon afin de déterminer le type d'apomixie. Il est également possible de déterminer davantage si la plante est une apomixie obligatoire ou une apomixie facultative en combinaison avec des expériences de pollinisation. Enfin, l'apomixie peut être identifiée au niveau moléculaire, par exemple en recherchant des gènes ou des marqueurs spécifiques, MISE À NIVEAU2 est fortement régulée à la hausse dans les cellules mères du pollen, alors que dans la reproduction homologue, il n'y a pas d'homologue dans Boechera spp., qui est identifié comme un transcrit spécifique unique à l'apomixie (Mau et al. 2013). L'émergence de séquences spécifiques a permis de développer des marqueurs apomictiques. Les biomarqueurs fournissent une idée pour l'identification de l'apomictique, mais il semble irréaliste de rechercher des gènes marqueurs universels dans un large éventail d'espèces. Il peut être combiné avec d'autres méthodes d'identification pour identifier l'apomixie en tant qu'adjuvant.


Résumé

L'hybridation interspécifique, la polyploïdisation et les transitions de la sexualité à l'asexualité affectent considérablement les génomes des organismes. En particulier, le dernier processus mentionné a été supposé jouer un rôle important dans l'initiation des réarrangements chromosomiques, provoquant des taux accrus d'évolution du caryotype. Nous avons utilisé l'analyse cytogénétique et la datation moléculaire des événements cladogénétiques pour comparer le taux de changements de la morphologie et du caryotype des chromosomes chez leurs homologues à reproduction asexuée et sexuelle chez les loches européennes (Cobitis). Nous avons étudié les métaphases de trois espèces à reproduction sexuée et leurs clones hybrides diploïdes et polyploïdes d'âge d'origine différent. Le matériel comprend des souches hybrides artificielles F1, des représentants de lignées originaires de l'époque holocène, ainsi que des individus d'un âge connu à ce jour (environ 0,37 MYA). Par la suite, nous avons appliqué la technique GISH comme marqueur pour différencier les ensembles chromosomiques parentaux chez les hybrides. Bien que les espèces sexuées aient accumulé des réarrangements chromosomiques remarquables après leur spéciation, nous n'avons observé aucune différence dans le nombre de chromosomes et/ou la morphologie parmi les caryotypes d'hybrides asexués. Ces hybrides possèdent des ensembles de chromosomes provenant d'espèces parentales respectives sans recombinaisons cytogénétiquement détectables, suggérant leur intégrité même à long terme. Le passage à la reproduction asexuée n'a donc pas provoqué d'accélération significative du taux d'évolution chromosomique chez les Cobitis. Les animaux asexués décrits dans d'autres études de cas se reproduisent de manière amiotique, tandis que Cobitis les hybrides décrits ici produisent des œufs probablement par méiose modifiée. Par conséquent, nos résultats indiquent que l'effet de l'asexualité sur le taux de changement chromosomique peut être dépendant du contexte plutôt qu'universel et lié à un type particulier de reproduction asexuée.

Citation: Majtánová Z, Choleva L, Symonová R, Ráb P, Kotusz J, Pekárik L, et al. (2016) La reproduction asexuée n'augmente apparemment pas le taux d'évolution chromosomique : stabilité du caryotype chez les poissons hybrides clonaux diploïdes et triploïdes (Cobitis, Cypriniformes, Teleostei). PLoS ONE 11(1) : e0146872. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146872

Éditeur: Vincent Laudet, Ecole normale supérieure de Lyon, FRANCE

A reçu: 16 décembre 2014 Accepté: 25 décembre 2015 Publié : 25 janvier 2016

Droits d'auteur: © 2016 Majtánová et al. Il s'agit d'un article en libre accès distribué sous les termes de la Creative Commons Attribution License, qui permet une utilisation, une distribution et une reproduction sans restriction sur n'importe quel support, à condition que l'auteur original et la source soient crédités.

Disponibilité des données: Toutes les données pertinentes se trouvent dans le document et ses fichiers d'informations complémentaires.

Le financement: Cette étude a été soutenue par la Grant Agency de l'Université Charles de Prague (www.cuni.cz numéro de projet 158110), la Fondation tchèque des sciences (www.gacr.cz numéro de projet GAP506/10/1155 à KJ, PR et LC GPP506/12 /P857 à LC 14-02940S PR et RS GA13-12580S à KJ et LC), par l'Académie des sciences de la République tchèque (www.cas.cz numéro de projet RVO 67985904) et par le Centre national des sciences de Pologne (http: //www.ncn.gov.pl numéro de projet DEC-2011/03/B/NZ8/02095) à JK. Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.

Intérêts concurrents : Les auteurs ont déclaré qu'ils n'existaient pas de conflit d'intérêts.


9 réponses 9

La solution la plus simple à mon humble avis serait une bactérie symbiotique qui est ne pas piégé à l'intérieur des cellules, mais vit au moins partiellement à l'extérieur des cellules hôtes et peut être transféré entre les hôtes.

Certaines bactéries de notre système digestif sont en fait comme ça et leur santé et leur génétique ont un effet sur la santé de l'hôte. Certains parasites plus gros sont potentiellement aussi très proches.

Essentiellement, vous voulez une petite espèce avec un cycle de vie rapide vivant à l'intérieur de l'hôte dans une relation symbiotique qui peut se propager d'un hôte à l'autre. De telles espèces peuvent potentiellement avoir une influence arbitrairement grande sur l'hôte, certains insectes ne peuvent pas se reproduire sans leur parasites. Et de nombreux parasites affectent le cerveau.

Je ne sais pas si cela accélérerait nécessairement l'évolution, mais cela créerait une méthode alternative de transfert génétique entre les hôtes. C'est ce que tu voulais. Il est normal que le matériel génétique soit même transféré entre l'hôte et les parasites.

Pour une évolution plus rapide, vous avez besoin d'une plus grande pression évolutive. Il devrait y avoir des avantages évidents à être le gars le plus intelligent qui soit. Je ne sais pas si c'est réaliste. La pensée est assez énergivore. Et après un certain point, les sociétés se forment et l'évolution sociale devient le facteur dominant.

Ce que je veux dire par éviter les relations sexuelles, c'est éviter les sexes masculin-féminin traditionnels ou traditionnels "deux créatures se rencontrent et s'accouplent avec l'intention de créer au moins une créature de plus avec la moitié de leur ADN chacune". Il est normal d'avoir des organes sexuels spécialisés, un transfert d'ADN entre créatures, etc., à condition qu'il soit suffisamment séparé des accouplements traditionnels au sein du règne animal.

Je pense que cette condition détient la clé de la réponse. Alors qu'il existe un besoin évolutif de mélanger l'ADN dans la reproduction (et donc, pour les organes spécialisés, qui sont sexués par définition), utiliser la moitié de l'ADN de deux organismes est un peu arbitraire. (C'est sans doute la solution la plus simple, mais certainement pas la seule.)

Je propose une race de créatures unisexuées. Chaque membre de la race a deux organes reproducteurs, appelons-les un "donneur" et un "receveur". Lorsque deux organismes ont des relations sexuelles, le donneur dépose certains de son ADN dans le récepteur (beaucoup moins de la moitié disons 1 à 5 %). Le récepteur ne contribue pas plutôt à l'ADN, il "compile" l'ADN de nombreux partenaires jusqu'à ce qu'il dispose d'un ensemble complet de chromosomes à partir duquel créer une progéniture. À ce stade, la grossesse et l'accouchement se produisent et ressemblent plus ou moins à ceux des humains.

Une espèce évoluant de cette façon suggérerait une menace précoce pour leur survie qui nécessitait plus de diversification génétique que la méthode mâle-femelle n'aurait fourni, comme un prédateur ou un virus qui s'est adapté à des séquences de gènes spécifiques. Je soupçonne également qu'au début de leur évolution, le donneur de chaque organisme a sécrété une combinaison aléatoire de gènes, mais au fur et à mesure qu'ils évoluaient, ils ont commencé à ne sécréter que leurs meilleurs gènes et à sécréter un code génétique très similaire à chaque fois. Cela entraînerait à son tour le besoin de nombreux partenaires, plutôt que de s'accoupler avec un seul organisme (ou vous-même) plusieurs fois.

Si vous utilisez cette idée, j'espère que vous aimerez explorer comment cette biologie affecterait leurs attitudes vis-à-vis du sexe et des relations.

EDIT (En réponse à votre commentaire):

Pour ce que ça vaut, je ne pense pas que l'ADN commun soit le seul facteur qui motive un parent à élever un enfant. De plus, si l'évolution que j'ai proposée se produisait en raison d'une nécessité de survie, il y aurait une raison pour que l'organisme évolue également d'une manière qui assure un instinct maternel. Cela peut se produire de plusieurs manières. Peut-être que lorsqu'on est enceinte, le corps produit une hormone spécifique qui stimule l'instinct maternel. Peut-être que la mère contribue une quantité d'ADN aussi faible que les pères (ou moins), mais l'ADN de la mère est toujours une séquence génétique spécifique qui est valorisée de manière unique et/ou responsable de la façon dont les organismes s'identifient (par exemple, une odeur particulière).

Plus tard dans leur évolution (et au fur et à mesure que leur société se développe), ils seront également motivés par le fait de savoir qu'ils ont « conçu » leur progéniture en sélectionnant les partenaires, ainsi que par le contrat social stipulant qu'ils doivent élever leur propre progéniture afin qu'en retourner d'autres (dont la progéniture porte leur ADN) feront de même.

Et bien sûr, il y a l'impératif évolutif que l'on espèce survivre, ainsi que son ADN spécifique. Il va de soi que cette pulsion serait plus forte dans une espèce où la progéniture possède peu ou pas de l'ADN de ses parents.


Conclusion

La sénescence, le déclin physiologique qui se traduit par une diminution de la survie et de la reproduction des individus avec l'âge, ne doit plus être considérée comme un phénomène universel. Des preuves récentes suggèrent que la sénescence peut en fait être l'exception à la règle (Jones et al. 2014) dans un monde où le plus vieux peut signifier le meilleur pour les performances des composants de fitness. Les plantes, clonales ou non, constituent des organismes idéaux avec lesquels expérimenter sur les questions liées à la sénescence actuarielle (ou son absence) (Roach 2004 Salguero-Gómez et al. 2013). Ici, je montre que les ramets de plantes clonales subissent une sénescence, contrairement aux prédictions de la théorie de l'accumulation des mutations. Si les genettes parviennent à échapper à la sénescence, les mécanismes par lesquels cela peut se produire, qui sont probablement liés au chevauchement et au renouvellement des cohortes de ramets, méritent une exploration plus approfondie. Il existe des méthodes démographiques pour intégrer le ramet dans la dynamique des populations de genettes qui permettraient de répondre à cette question : ce qui manque, ce sont les données de terrain. Cette recherche affine la recherche de la fontaine de jouvence éternelle en ayant écarté le ramet comme unité de sélection contre la sénescence et en implorant un recentrage sur le chevauchement de génération des ramets chez les plantes clonales et des modules chez les espèces non clonales.


Résultats

Identification et quantification des clones expérimentaux.

Sur les neuf souches UTEX de C. vulgaris, seules trois paires ont montré la linéarité requise pour les cultures mixtes entre les fréquences de génotypes connues et celles calculées à partir de la procédure AsQ-PCR. Une paire de ces clones (UTEX 265 et UTEX 396) a montré un compromis entre la capacité compétitive et la résistance à la mortalité par prédation potentiellement capable de produire les cycles prédateur-proie évolutifs que nous avons observés entre B. calyciflorus et C. vulgaris (1). La fiabilité de prédiction de l'AsQ-PCR pour les fréquences UTEX 265 et UTEX 396 était r 2 = 0.981 (P < 0,0001 oui = 0.0934 + 0.851X), et d'autres expériences n'ont été réalisées qu'en utilisant cette paire clonale.

Compromis de remise en forme pour les clones : vulnérabilité à la prédation par rapport à la capacité concurrentielle.

Le clone dérivé de C. vulgaris la souche UTEX 265 était significativement moins sensible à la mortalité induite par les prédateurs que celle de l'UTEX 396, la première connaissant moins de la moitié du taux de mortalité de la seconde t test, t = 7.344, P < 0,001, fig. 1). Nous avons utilisé le rapport des taux de croissance de la population, r, en présence et en l'absence de prédation pour décrire les vulnérabilités relatives, pje, des clones, de sorte que par définition pmax = 1 pour le clone le moins défendu, alors que p min = 0,47 ± 0,02 (±1 SEM) pour le clone le mieux défendu.

Compromis algal entre la défense contre la prédation des rotifères et la capacité compétitive des algues (taux de croissance sur une plage de concentrations d'azote). Le clone défendu (UTEX 265) a montré un taux de croissance inférieur à celui du clone compétitif (UTEX 396) à trois niveaux de nutriments différents, mais a subi une mortalité plus faible en présence de rotifères. Les valeurs tracées sont des moyennes clonales (± 1 SD) pour chaque traitement. Cependant, des tests statistiques ont été effectués en utilisant des paires t essais : *, P < 0.05 **, P < 0.01 ***, P < 0,001 (apparié t essais).

Bien que le clone UTEX-265 était mieux défendu contre la prédation, il avait un taux de croissance significativement plus faible à trois concentrations de ressources différentes que le clone UTEX-396 (apparié t essais, P < 0,035 dans tous les cas, fig. 1). Lorsqu'il est ajusté aux courbes de Monod pour chaque clone, le taux de croissance de la population, β c, du clone UTEX 265 s'est avéré être réduit de 20 %, ce qui fait γ = 0,8 par rapport à celui du clone UTEX 396. En conséquence, nous appelons ci-après le clone UTEX 265 le « clone défendu » et le clone UTEX 396 le « clone compétitif.

Nos expériences d'alimentation et de défécation à court terme ont montré que les rotifères ne se nourrissaient sélectivement sur aucun des clones (t essais, t = 0.556, P > 0,607, Fig. 2) mais que le clone défendu a survécu au passage intestinal significativement plus fréquemment que le clone compétitif. Ce dernier résultat a été obtenu de deux manières : tout d'abord, l'analyse AsQ-PCR a montré que le génotype du clone défendu était retrouvé à une fréquence significativement plus élevée dans les fèces que celui du clone compétitif (apparié t essais, t = 9.446, P < 0,0008, figure 2), et deuxièmement, 18,3 fois plus de colonies se sont développées à partir des cellules déféquées du clone défendu qu'à partir des cellules déféquées du clone compétitif.

Comparaison de la fréquence du clone défendu (UTEX 265) dans des populations mixtes d'UTEX 265 et d'UTEX 396 issues de l'expérience d'alimentation et de défécation des rotifères. Les populations témoins et prédatées ont la même fréquence du clone défendu, ce qui indique que les rotifères n'ingèrent aucun clone plus fréquemment (t test, t = 0.556, P > 0,60). La population déféquée avait un pourcentage significativement plus élevé du clone défendu que la population prédatée (t test, t = 9.446, P < 0,0008), ce qui signifie que les rotifères ont déféqué un plus grand pourcentage du clone défendu qu'ils n'en ont consommé.

Modélisation et prédiction de la dynamique clonale.

Yoshida et al. (1) ont présenté un modèle mathématique qui a réussi à décrire la dynamique rotifère-algues qu'ils ont observée avec des cultures d'algues multiclonales ou isoclonales. Nous avons utilisé ce modèle pour prédire la dynamique de fréquence de clonage prédateur-proie et d'algues des rotifères et des clones d'algues que nous avons isolés ici, avec tous les paramètres inchangés, sauf que nous avons pris en compte les différences mesurées de vulnérabilité à la prédation (« appétences »), p, et les taux de croissance maximum, β c, entre nos deux clones. Les détails des hypothèses du modèle et leur justification, ainsi qu'une liste des équations du modèle, peuvent être trouvés dans les informations complémentaires, qui sont publiées sur le site Web du PNAS.

Alors que Yoshida et al. supposait un compromis entre p et Kc, les données de nos clones suggèrent un compromis entre p et c. Ainsi, nous supposons que la vulnérabilité réduite pmin < 1 est gagné au prix d'une diminution du taux de croissance, β c(pmin) = c, où < 1. La réponse fonctionnelle algale peut alors s'écrire où je = 1, 2 désigne clone,c est l'efficacité d'assimilation algale, ω c est la teneur en azote pour 10 9 cellules d'algues, et N est la concentration en azote du milieu en micromoles par litre. Valeurs des paramètres β c et Kc pour (1) ont été estimés en ajustant les courbes de Monod au taux de croissance instantané moyen observé pendant la phase d'augmentation exponentielle des expériences de culture par lots dans lesquelles les rotifères n'étaient pas présents. Leurs constantes de demi-saturation ajustées étaient très similaires, nous avons donc estimé une seule valeur partagée en imposant la contrainte que les courbes ajustées aient la même constante de demi-saturation. Cela a donné une estimation Kc = 0,93 μmol/litre, que nous avons arrondi à 1 pour les simulations, alors que le taux de croissance maximal de la population du clone le plus défendu a été réduit de 20 %, faisant = 0,8 par rapport à celui du clone le moins défendu.

Les expériences de culture par lots avec les rotifères présents ont été utilisées pour estimer les vulnérabilités relatives des deux clones à la mortalité par prédation. En supposant que la consommation par les rotifères est le seul processus affectant l'abondance des algues, nous avons C(p, t) = C(p, 0)epGt , où C est l'abondance d'un clone vulnérable p, et g est le taux d'élimination des rotifères exprimé en fraction de milieu traité par unité de temps. Le taux instantané moyen de changement de population est alors Le rapport de P les valeurs pour deux clones peuvent donc être estimées comme le rapport entre leur estimation r valeurs.

Comparaison des prédictions de modèle avec la dynamique clonale dans les chemostats.

Notre modèle prédit une augmentation rapide de la fréquence du clone compétitif au début de l'expérience lorsque les densités d'algues sont élevées mais commencent à diminuer et que les densités de rotifères sont faibles et commencent à augmenter (Fig. 3 UNE et B). Lorsque la densité de rotifères a augmenté à environ la moitié de sa valeur maximale, la fréquence du clone compétitif commence à diminuer, tandis que celle du clone défendu commence à augmenter. Finalement, la densité des rotifères dépasse puis se stabilise à une valeur élevée, la densité des algues diminue, dépasse puis se stabilise à une valeur faible, et le clone défendu passe à la fixation. Ainsi, étant donné les capacités compétitives et les vulnérabilités mesurées à la mortalité par prédation pour les clones particuliers que nous avons pu isoler et quantifier à l'aide de notre technique AsQ-PCR, notre modèle a prédit une période de dynamique évolutive transitoire avec des fréquences clonales fluctuant puis se stabilisant à la fixation. d'un seul type (Fig. 3 UNE et B), plutôt que les oscillations stables prédateur-proie que nous avions précédemment observées et les oscillations stables de fréquence clonale que nous avons déduites doivent s'être produites (1).

Comparaison entre la population simulée et observée et la dynamique clonale. Simulé (UNE et B) et observé (CF) dynamique de population des cellules totales d'algues (cercles vides, 2 × 10 6 cellules par litre) et des rotifères (losanges ouverts, femelles par litre) et dynamique de fréquence clonale du clone défendu (UTEX 265, carrés pleins) et du clone compétitif (UTEX 396, triangles pleins). (C et ) Résultats du chimiostat en utilisant un milieu azoté à 80 M. (E et F) Résultats du chimiostat en utilisant un milieu azoté à 160 M. Les deux chémostats fonctionnent à un taux de dilution, , de 0,85.

La dynamique que nous avons observée dans nos microcosmes chemostat (Fig. 3 CF) sont étonnamment similaires à ceux prédits par notre modèle mécaniste. Il y a eu une oscillation transitoire des densités d'algues et de rotifères conduisant à une approche lente de l'équilibre, bien que les densités d'algues observées aient été plutôt inférieures aux prévisions (comparer UNE et B avec CF dans la figure 3). L'oscillation prédite des fréquences des clones d'algues était liée à ces dynamiques écologiques, et influençant en effet leurs modèles. Nous avons observé une dynamique similaire dans les chémostats exécutés en utilisant à la fois de l'azote 80 μM (Fig. 3 C et ) 160 M d'azote (Fig. 3 E et F) les concentrations dans le milieu, c'est-à-dire que le doublement du niveau d'enrichissement n'a pas modifié qualitativement la dynamique.


Introduction

Les ptéridophytes (fougères et lycophytes) sont les seules plantes terrestres possédant des générations distinctes de sporophytes (2n) et de gamétophytes (1n) libres. En tant que site de fertilisation et de recrutement, le gamétophyte est très important sur le plan écologique, cependant, les études taxonomiques et écologiques précédentes sur les ptéridophytes se sont largement limitées à la génération des sporophytes en raison des difficultés associées à la recherche et à l'identification de gamétophytes minuscules (<1 cm), morphologiquement simples. 1]. Les études relativement peu nombreuses sur l'écologie des gamétophytes des ptéridophytes ont montré que dans certaines lignées, cette génération occupe des niches écologiques différentes (souvent plus larges) que la génération des sporophytes [2]–[5], et dans des cas extrêmes peut persister sans produire de sporophytes du tout en tant que « gamétophytes' [6]. Les gamétophytes ptéridophytes sont susceptibles d'être extrêmement importants pour déterminer la distribution des sporophytes, le succès des populations et, finalement, l'évolution des lignées de fougères et de lycophytes.

Le codage à barres ADN [7] est un outil qui peut potentiellement être utilisé pour identifier rapidement les gamétophytes ptéridophytes au niveau de l'espèce [8]–[10], permettant ainsi des études de terrain détaillées reliant la distribution et l'écologie des gamétophytes ptéridophytes et des sporophytes. Cependant, un protocole standardisé pour les codes-barres ADN chez les plantes est toujours en cours d'élaboration, et les ptéridophytes en tant que groupe n'ont pas encore fait l'objet d'une étude sur les codes-barres ADN. Les études précédentes de codage à barres de l'ADN végétal ont généralement adopté l'une des trois approches d'échantillonnage : des études larges comprenant de nombreuses paires d'espèces dans divers genres pour identifier des marqueurs universels avec une résolution élevée des espèces (par exemple [11]–[16]), des études floristiques testant quelques marqueurs pour tous les plantes dans une zone géographique donnée (par exemple [11], [17]–[19]), et des études taxonomiques densément échantillonnées testant l'applicabilité des marqueurs proposés sur un groupe choisi (par exemple [20]–[25]). L'étude actuelle combine des approches floristiques et taxonomiques, et teste l'applicabilité de deux marqueurs de codes-barres plastidiens proposés, rbcL et trnH-psbA, sur les ptéridophytes du Japon. Bien que le Consortium for the Barcode of Life (CBoL) ait proposé deux régions de code-barres ADN pour les plantes (rbcL et matK)[26], le jeu d'amorces universel actuel pour matK échoue pour la plupart des ptéridophytes ainsi, trnH-psbA, l'une des régions désignées comme locus supplémentaire par le CBoL [26], a été utilisé à la place.

En plus des connaissances écologiques qui peuvent être tirées de l'identification au niveau de l'espèce de la génération de gamétophytes, les ptéridophytes représentent un groupe important pour tester les méthodes d'identification utilisant des codes-barres ADN en raison de leur taux élevé de polyploïdes [27]. Comme il a été démontré que le chloroplaste est héréditaire maternel chez tous les ptéridophytes étudiés jusqu'à présent (par exemple [28]–[30]), les marqueurs plastidiques seuls ne peuvent pas distinguer les taxons allopolyploïdes qui ont retrouvé leur fertilité par doublement des chromosomes après hybridation des taxons sexués non hybrides. cependant, la plupart des protocoles de codes à barres des plantes proposés n'incluent pas de marqueurs nucléaires en raison de la difficulté de séquençage et de l'évolution moléculaire complexe [31]. L'un des objectifs de l'étude actuelle est de déterminer les capacités d'un système de code-barres ADN utilisant uniquement des marqueurs plastidiens pour distinguer les espèces dans un groupe taxonomique riche en polyploïdes tels que les ptéridophytes.

La reproduction apogame, la formation d'un sporophyte à partir d'un gamétophyte sans fécondation, n'est pas un mode de reproduction rare chez les fougères [32]. Les « espèces » apogames sont souvent morphologiquement intermédiaires entre deux espèces sexuées et/ou d'autres espèces apogames, probablement en raison du dépassement de la stérilité hybride par l'acquisition de l'apogamie [33]. Par conséquent, on s'attend à ce que les taxons apogames posent des problèmes similaires au codage à barres de l'ADN en tant qu'allopolyploïdes sexuels.

Pour l'application pratique du codage à barres ADN, un ensemble complet de données de référence qui comprend tous les taxons qui peuvent se produire dans la zone d'étude est nécessaire. À notre connaissance, cependant, il n'existe aucun exemple d'ensemble de données de référence de codes-barres ADN qui couvre l'ensemble d'un pays pour un groupe taxonomique au-dessus du niveau familial. La flore des ptéridophytes japonais est une cible idéale pour une étude de modèle de code-barres ADN avec un échantillonnage complet de la flore car 1) la flore est bien connue non seulement au niveau de l'espèce mais aussi pour la ploïdie et le mode de reproduction, 2) le nombre d'espèces indigènes (environ 650, bien que ce nombre varie en fonction de l'étendue du concept d'espèce [34], [35]) qui représentent 32 des 40 familles de ptéridophytes existantes sensu Smith et al. 2006 [36], est relativement riche compte tenu de sa superficie (378 000 km 2 ), et 3) puisque le pays est complètement délimité par la mer, il se présente non seulement comme une région politique mais aussi comme une zone biogéographiquement significative (malgré le faible taux de l'endémisme des ptéridophytes japonais par rapport aux plantes à fleurs [37]). La plupart des études de codes-barres ADN ont négligé les taxons infraspécifiques, mais notre échantillonnage comprend des rangs sous-spécifiques et variétaux. Considérant que les taux de diversité des espèces de ptéridophytes sont fréquemment sous-estimés comme le démontre la découverte d'un certain nombre d'espèces cryptiques [38], les taxons infraspécifiques présents peuvent représenter des unités indépendantes (espèces biologiques ou polyploïdes différents). L'échantillonnage de la présente étude est basé sur notre liste de contrôle mise à jour des ptéridophytes japonais reflétant les résultats des dernières recherches, qui énumère 733 taxons, y compris des sous-espèces, des variétés et quelques espèces naturalisées (A. Ebihara, données non publiées). La flore des ptéridophytes japonais est également caractérisée par la présence d'un grand nombre d'hybrides interspécifiques putatifs Nakaike (2004) a répertorié plus de 300 combinaisons [39]. Cependant, les taxons hybrides supposément stériles F1 ne sont pas inclus dans le présent échantillonnage en raison de la difficulté de la collecte complète.

Les régions de code-barres ADN candidates sont généralement testées avec plusieurs individus par taxon, même si cela n'inclut pas tous les taxons d'une flore ou d'un groupe taxonomique cible. Cependant, nous avons concentré le présent échantillonnage sur une couverture élevée pour la flore, car une stratégie d'échantillonnage qui comprend plusieurs collections de certains taxons tout en laissant de nombreux complètement non échantillonnés n'a pas de sens pour la discussion de la capacité de discrimination des marqueurs dans un contexte local. D'autre part, les résultats obtenus à partir de l'analyse d'un seul échantillon par taxon avec une couverture taxonomique presque complète peuvent démontrer un « taux de réussite maximal » de l'identification des espèces qui n'augmentera jamais mais diminuera probablement en ajoutant plusieurs échantillons par taxon.


20 avantages et inconvénients de la reproduction sexuelle

La reproduction sexuée est la méthode par laquelle les organismes vivants produisent une progéniture en combinant les informations génétiques de deux individus de sexes différents pour créer une nouvelle entité vivante. Ce processus dans la plupart des organismes supérieurs implique que le mâle produise un gamète qui se déplace pour se fusionner avec un gamète stationnaire plus gros produit par une femelle.

Chez l'homme, ce processus se produit lorsqu'un spermatozoïde féconde un ovule. Cela peut se produire par des moyens artificiels, mais cela se produit naturellement après une rencontre intime avec un homme et une femme.

Si la fécondation se produit avec ce couplage, alors un zygote unicellulaire se forme avec le matériel génétique des deux gamètes. La recombinaison génétique se produit alors de sorte que l'ADN des nouvelles cellules s'aligne les uns avec les autres pour échanger des informations. Deux autres cycles de division cellulaire se produisent pour produire de nouvelles cellules avec la moitié du nombre de chromosomes de chaque parent. Les cellules humaines contiennent 23 paires au cours de la reproduction sexuée régulière, ce qui se traduit par 46 chromosomes.

Malgré les nombreux avantages que représente la reproduction asexuée, la reproduction sexuée continue de dominer le monde végétal et animal. C'est l'une des énigmes importantes que les scientifiques examinent avec ce processus. Même avec cette incertitude, il y a plusieurs avantages et inconvénients à examiner.

Liste des avantages de la reproduction sexuelle

1. Il crée un organisme unique.
Parce qu'il y a deux parents impliqués dans le processus de reproduction sexuée, il y a plus de chances que l'évolution de l'espèce ait lieu. Les informations génétiques de chaque individu se combinent pour améliorer les bases de la progéniture, créant ainsi un moyen adaptatif de commencer à gérer les défis des nouveaux environnements. Ce processus permet aux animaux de commencer à changer de couleur de pelage, de mettre en valeur des traits spécifiques et d'autres avantages pouvant assurer la survie de l'espèce.

« J'ai réalisé que la nature avait inventé la reproduction comme mécanisme permettant à la vie d'aller de l'avant », a déclaré Louie Schwartzberg, « en tant que force vitale qui nous traverse et fait un lien dans l'évolution de la vie. »

2. Cette option réduit le risque de maladie génétique.
En cas de reproduction asexuée, la progéniture devient une copie directe du parent, à moins que des mutations ne se produisent pendant la reproduction cellulaire. Ce processus est la raison pour laquelle les scientifiques pensent qu'il s'agit d'une méthode supérieure à la reproduction sexuée, même si la nature préfère le contraire. Lorsqu'un seul parent est nécessaire pour maintenir l'espèce, la survie à long terme est presque garantie. Ce que vous trouverez avec cet avantage, c'est que le risque de propagation d'une maladie génétique est considérablement réduit, même si l'un des parents est porteur, car le processus de combinaison utilise les matériaux des deux contributeurs pour créer un nouvel organisme.

3. Il permet la diversité génétique.
Bien qu'il y ait des moments où des animaux complexes peuvent se reproduire de manière asexuée même s'ils préfèrent la reproduction sexuée, il n'est pas dans leur intérêt de le faire. La combinaison de deux dons de matériel génétique permet d'avoir un niveau plus élevé de diversité génétique, ce qui est nécessaire pour maintenir la population générale de toute espèce en bonne santé. Les moments où cela semble se produire spontanément sont lorsque les femelles sont isolées dans des environnements très stressants.

4. Ce processus réduit la menace de malformations congénitales.
Il existe une théorie selon laquelle une grossesse humaine en solo serait possible si les cellules souches d'une donneuse étaient amenées à devenir du sperme, qui pourrait ensuite être implanté pour former un zygote à partir d'un de ses ovules. Le prix à payer serait un risque extrême de goulot d'étranglement génétique qu'une bombe à retardement se produirait pour la survie de l'espèce. Même des interactions limitées avec les mariages familiaux créent des problèmes physiques et des malformations congénitales qui ne se produisent pas aussi souvent en cas de diversité génétique.

Le prince Charles II d'Espagne était le dernier souverain Habsbourg de l'Empire. Parce que les familles royales d'Europe sont restées dans un groupe si soudé, un défaut appelé prognathisme s'est produit là où la mâchoire inférieure fait saillie. Le prince Charles en avait tellement souffert qu'il ne pouvait même pas manger correctement.

5. Il peut purger les mutations nocives des générations futures.
La reproduction sexuée est plus efficace dans son processus d'élimination des mutations nocives de la population générale. Bien qu'il y aura des descendants qui ne survivront pas à cause des malformations congénitales qu'ils rencontrent, c'est un avantage qui protège l'avenir de cette espèce. Même lorsque les deux parents sont porteurs d'une maladie ou d'un état spécifique, le taux de transfert est généralement de 50 %.

Même lorsqu'il y a un problème grave, comme le gène Gaucher dans la population juive ashkénaze, cette personne pourrait avoir une progéniture avec un partenaire qui n'est pas affecté par le problème. Ce résultat créerait des porteurs, qui pourraient ensuite être tempérés dans la génération suivante en s'accouplant avec une autre personne non affectée. Même si deux porteurs produisent une progéniture, le risque de maladie de Gaucher n'est que de 25 %.

6. La reproduction sexuée peut aider à sélectionner des mutations bénéfiques.
Les scientifiques pensent qu'il y a quatre mutations évolutives bénéfiques qui se produisent actuellement dans la race humaine. Les personnes qui ont le gène Apo-AIM ont des niveaux de risque de crise cardiaque ou d'accident vasculaire cérébral nettement inférieurs à ceux de la population générale. Une famille du Midwest américain a une mutation du gène LRP5 qui amplifie la densité osseuse pour que le système squelettique soit plus fort et plus dense que la moyenne.

Des chercheurs italiens ont découvert en 2001 que des groupes de population au Burkina Faso avaient une variante de l'hémoglobine qu'ils appelaient HbC qui permet à une personne avec deux copies d'avoir un risque 93% inférieur de développer le paludisme après avoir été infecté. Et puis, théoriquement, les femmes pourraient avoir un gène muté dans leurs récepteurs de couleur qui lui en donnerait quatre différents au lieu des trois standards.

7. Il travaille pour assurer la survie de l'espèce.
Les espèces qui utilisent la reproduction sexuée comme méthode de production de progéniture utilisent la perception hormonale comme moyen de localiser des spécimens physiques supérieurs pour l'accouplement. Les humains rencontrent également cet avantage. Vous êtes-vous déjà senti immédiatement attiré par quelqu'un même s'il s'agissait d'un étranger ? L'une des raisons de cette réaction est que votre corps avait instinctivement l'impression qu'il « clicait » bien avec cette autre personne.

Lorsque deux parents avec des traits supérieurs combinent du matériel génétique pour créer une progéniture, cet avantage fonctionne pour assurer la survie de l'espèce. Les meilleurs traits sont transmis à la génération suivante à cause de ce processus.

8. Cette méthode de reproduction peut améliorer la résistance immunitaire.
Lorsqu'il existe des niveaux plus élevés de diversité génétique au sein d'une espèce, la population générale reçoit un niveau plus élevé de résistance aux maladies. Il y a toujours des personnes particulières qui peuvent résister à un virus, une bactérie, un parasite et d'autres dangers pour la santé personnelle en raison des variations présentes en raison de la reproduction sexuée. Si les parents pouvaient se cloner en utilisant des méthodes asexuées, cela augmenterait le risque d'un événement indésirable qui pourrait menacer une espèce entière.

9. La reproduction sexuée est généralement une expérience enrichissante.
Bien que vous puissiez regretter cette date sur Tinder de l'autre jour, les processus de reproduction sexuelle sont conçus pour être agréables et addictifs pour encourager cette activité. Les humains ont envie d'avoir des relations sexuelles parce que le processus d'accouplement libère des niveaux élevés de dopamine dans le cerveau. C'est pourquoi il s'agit généralement d'une expérience enrichissante. Des rencontres fréquentes avec un partenaire de confiance peuvent créer un effet similaire à celui d'un antidépresseur. Il peut agir comme un analgésique grâce à des niveaux d'ocytocine plus élevés, améliorer la mémoire et vous permettre également de faire de l'exercice.

10. La reproduction sexuée continue entraîne le développement des cellules cérébrales.
Les personnes qui ont des relations sexuelles fréquentes peuvent ressentir une amélioration des processus de croissance des cellules cérébrales. Des recherches menées en 2010 à Princeton ont révélé que lorsque les animaux ou les humains sont sexuellement actifs de manière répétitive, ils connaissent une croissance cérébrale plus importante que ceux de leur espèce qui sont plus abstinents. Cet avantage se concentre sur l'hippocampe, qui est la zone de l'esprit où se produit la gestion de la mémoire. Lorsqu'il y a plus de connexions là-bas, des cellules plus grandes se forment, ce qui encourage une plus grande fréquence dans les comportements d'accouplement.

11. La reproduction sexuée peut offrir des avantages uniques pour la santé.
Les hommes qui ont des relations sexuelles environ 1 à 2 fois par semaine sont moins susceptibles de développer une maladie cardiaque que ceux qui n'ont de relations sexuelles que plusieurs fois par mois.Tout le monde connaît une baisse de la pression artérielle au fil du temps avec des activités sexuelles en cours. Il peut également y avoir des réductions des niveaux de cortisol, ce qui indique qu'il y a moins de stress et d'inflammation dans le corps à ce moment-là.

La reproduction sexuée peut également favoriser un système immunitaire plus fort, améliorer la force musculaire et réduire les risques de cancers spécifiques. Bien qu'il y ait un risque plus élevé de transmission de maladies avec cette activité, les pratiques sexuelles sans risque peuvent aider à limiter ce problème.

Liste des inconvénients de la reproduction sexuelle

1. Moins de 50% de la population est capable de gestation.
La reproduction sexuée permet à une majorité de femelles en âge de procréer de participer à la gestation avec cette méthode. Les mâles ne portent généralement pas leurs petits, bien que Mère Nature ait quelques exemples où cette option est possible. Les individus qui présentent des caractéristiques des deux sexes (ou aucun sexe) peuvent ne pas avoir la capacité de participer à cette partie du processus de reproduction. Cela signifie qu'il existe un risque important pour la survie de l'espèce si l'un ou l'autre sexe est en quantité limitée.

"La reproduction de l'humanité est une grande merveille et un grand mystère", a déclaré Martin Luther King, Jr. "Si Dieu m'avait consulté à ce sujet, je lui aurais conseillé de continuer la génération de l'espèce en la façonnant à partir d'argile."

2. Il faut que chaque sexe trouve un partenaire.
La reproduction asexuée permet à un parent d'avoir un enfant lorsque le moment est venu pour que ce processus se produise. La reproduction sexuée nécessite la recherche d'un partenaire. Si on n'en trouve pas, alors il n'est pas possible de produire une progéniture. Les humains contournent ce problème en créant des banques de dons génétiques où les parents célibataires peuvent chercher à avoir un enfant, mais cela nécessite toujours l'utilisation d'une mère porteuse ou d'un gamète donné pour créer la progéniture.

La parthénogenèse se produit assez souvent dans la nature, y compris avec des animaux complexes comme les requins et les lézards. Nous savons également qu'avec de l'aide, des cellules souches provenant de donneuses peuvent être amenées à se développer en spermatozoïdes.

3. Des influences extérieures peuvent déterminer la viabilité de la progéniture.
Parce que la reproduction asexuée se produit immédiatement avec un transfert génétique direct, il y a un risque plus faible que la grossesse ne soit pas viable. Il existe des facteurs externes qui peuvent influencer les processus de gestation avec reproduction sexuée, de sorte qu'une progéniture en bonne santé puisse encore développer des modifications indésirables de son profil génétique. Les mères qui boivent de l'alcool pendant leur grossesse, continuent de fumer ou ne consomment pas suffisamment d'acide folique peuvent faire en sorte que leurs enfants en bonne santé développent des handicaps physiques ou mentaux qui pourraient avoir un impact sur toute leur vie.

Chaque année, environ 3 000 nouveau-nés présentent des malformations congénitales du tube neural qui sont directement attribuées à un manque d'acide folique chaque année.

4. La reproduction sexuée peut transmettre des maladies à un autre individu.
Les maladies sexuellement transmissibles ont un impact profond sur la santé reproductive de toutes les espèces. Plus d'un million de nouvelles IST sont contractées chaque jour dans le monde dans la population humaine. Il y a plus de 370 millions de nouvelles infections de quatre infections courantes : la trichomonase, la syphilis, la gonorrhée et la chlamydia. Environ 500 millions de personnes ont une infection génitale à HSV, tandis que 290 millions de femmes ont une infection à HPV.

Le problème avec les IST, c'est que beaucoup d'entre elles n'ont aucun symptôme. Si une poussée se produit, les effets secondaires indésirables pourraient ne pas être reconnus comme une IST. En 2016, il y avait près d'un million de femmes infectées par la syphilis pendant leur grossesse, ce qui a entraîné environ 350 000 issues défavorables à la naissance, dont 200 000 décès de nouveau-nés ou mort-nés.

5. Cette possibilité de reproduction n'est pas garantie.
Les couples qui essaient d'avoir un enfant peuvent dire qu'ils s'amusent avec le processus en raison des avantages de la reproduction sexuée, mais cela reflète également cet inconvénient. Vous pouvez tout faire correctement, même au moment optimal pour créer une grossesse, et ne pas avoir le résultat que vous souhaitez. Les humains et les animaux peuvent parfois choisir des partenaires infertiles, ce qui limite leurs chances d'avoir une progéniture. Les gamètes peuvent ne pas fusionner non plus.

Selon les informations publiées par RESOLVE, 1 couple sur 8 aura du mal à tomber enceinte ou à mener sa grossesse à terme. Cela signifie qu'environ 12% des femmes seront confrontées à ce désavantage à un moment donné de leur vie.

6. Certains problèmes de santé peuvent interférer avec la reproduction sexuée.
Avoir une IST ou une MST peut interférer avec les processus de reproduction sexuée, mais d'autres problèmes de santé peuvent également être problématiques pour cette maladie. Les femmes qui rencontrent des problèmes d'ovulation comme le SOPK ou le POI peuvent avoir du mal à produire une progéniture, ce qui est un facteur dans plus de 30% des couples qui essaient de concevoir. Les trompes de Fallope bloquées peuvent également empêcher un ovule de rencontrer un spermatozoïde.

L'infertilité masculine est également un problème de reproduction sexuée. Ce problème est un facteur dans 8 % des couples qui souhaitent avoir un bébé. Il existe également des raisons inexpliquées d'infertilité qui affectent environ 10 % des couples.

7. La meilleure génétique n'est pas toujours transmise à la progéniture.
En référence à l'exemple du groupe de population juive ashkénaze, une personne atteinte de la maladie de Gaucher qui a un partenaire intime porteur aura une progéniture avec 50/50 chances de transmettre la maladie. Si deux personnes porteuses ont des enfants, alors il y a un risque de 25% de ce problème de santé pour les garçons.

Ce segment de population présente également quatre autres maladies qui surviennent avec une plus grande régularité que dans la population générale en raison de mutations et de fréquences de porteurs élevées : la mucoviscidose, la maladie de Tay-Sachs, la dysautonomie familiale et l'amyotrophie spinale.

8. La reproduction sexuée entraîne une diminution globale de la progéniture.
La reproduction asexuée se produit avec une plus grande fréquence et une meilleure certitude, c'est pourquoi elle est si souvent considérée comme une meilleure option pour la survie des espèces d'un point de vue quantitatif. La reproduction sexuée encourage une meilleure qualité du profil génétique, mais les effectifs de population sont généralement plus faibles en raison de cette tendance. La naissance la plus courante chez l'homme est un enfant unique, même s'il y a une augmentation des multiples. Les petits animaux ont tendance à avoir des portées plus grandes, mais même eux ne peuvent pas battre les chiffres qui proviennent du processus asexué.

9. Il peut être mortel de participer à la reproduction sexuée.
Jusqu'à 5 % de la population humaine dans le monde souffre aujourd'hui d'un anévrisme cérébral, de nombreuses personnes ne réalisant pas qu'elles ont ce problème de santé. Il y a huit déclencheurs qui peuvent provoquer la rupture d'un anévrisme, et les activités sexuelles en font partie. Lorsque les gens ont des relations sexuelles, il y a une augmentation de leur tension artérielle qui peut provoquer une fuite de cette zone dans le tissu cérébral environnant. Seulement 1 personne sur 4 qui rencontre ce problème survivra sans aucune incapacité permanente.

Ce trait se retrouve également chez de nombreuses espèces animales. Bien que les taux d'anévrisme ou de crise cardiaque puissent être plus faibles, ce risque est rarement un problème lorsque l'accent est mis sur la reproduction asexuée.

Conclusion sur les avantages et les inconvénients de la reproduction sexuelle

La reproduction sexuée offre plusieurs avantages qui méritent d'être pris en compte, notamment d'un point de vue évolutif à long terme. Elle n'est peut-être pas aussi efficace que d'autres méthodes, mais la reproduction sexuée semble être la préférence de Mère Nature en raison de son action de filtrage génétique. La survie de toute espèce utilisant cette méthode est beaucoup plus élevée que celle des méthodes asexuées.

Il y a toujours un certain niveau de risque à considérer avec la progéniture. Les décès liés à la grossesse sont à leur taux le plus élevé dans le monde industrialisé aux États-Unis, avec environ 700 femmes en raison de complications à l'accouchement ou de problèmes de santé résultant de modifications corporelles. Une grossesse en santé commence avant la conception.

Les avantages et les inconvénients de la reproduction sexuée nous montrent que cette méthode de sélection naturelle peut permettre à certains individus de surpasser d'autres en raison de leur capacité à trouver des partenaires. Cela permet au matériel génétique le plus solide de devenir plus facilement le fondement de la prochaine génération, même s'il y a des cas où les rapports sexuels ne conduisent à la création d'aucune progéniture.

Biographie de l'auteur
Keith Miller a plus de 25 ans d'expérience en tant que PDG et entrepreneur en série. En tant qu'entrepreneur, il a fondé plusieurs entreprises de plusieurs millions de dollars. En tant qu'écrivain, le travail de Keith a été mentionné dans CIO Magazine, Workable, BizTech et The Charlotte Observer. Si vous avez des questions sur le contenu de cet article de blog, veuillez envoyer un message à notre équipe d'édition de contenu ici.


Glossaire de la médecine de la gestion des âges

Vieillissement Un processus graduel mais implacable par lequel les organismes se reproduisant sexuellement perdent leur jeune capacité de homéostasie. Le vieillissement est un processus physique qui ne se révèle normalement qu'après l'achèvement d'un intervalle de compétence reproductive spécifique à l'espèce au cours duquel les adultes élèvent leur progéniture de l'enfance à l'indépendance (voir L'histoire de la vie). En raison du vieillissement, les organismes plus âgés deviennent de plus en plus vulnérables à diverses maladies et affections liées à l'âge, aboutissant à la mort. Le compromis entre les processus de vieillissement et de réparation est extrêmement complexe et on observe qu'il fonctionne systématiquement dans une hiérarchie d'au moins sept niveaux d'interaction différents : (1) molécules (2) organites (petits composants cellulaires liés à la membrane avec des fonctions spécialisées) (3) cellules (4) tissus avec diverses architectures histologiques (5) organes (6) systèmes d'organes et finalement (7) l'ensemble organisme lui-même. Intrinsèque le vieillissement ou la sénescence se produit silencieusement de l'intérieur à partir du niveau moléculaire, dans le même sens que les termites, s'ils ne sont pas contrôlés, détruiront tôt ou tard l'intégrité structurelle de même la plus grande maison en bois. Extrinsèque le vieillissement correspond à un traumatisme externe ou à une prédation, au même titre qu'un éclair d'en haut peut déclencher un incendie qui brûle votre maison. Le vieillissement n'est normalement pas observé dans les populations sauvages, mais se manifeste généralement dans les zoos, car pratiquement toutes les créatures sauvages post-reproductrices sont retirées de la population par les prédateurs une fois qu'elles ont perdu leur agilité. Le vieillissement est un processus physique qui affecte les objets inanimés ainsi que les êtres vivants (de la même manière que les pyramides égyptiennes sont soumises à l'érosion éolienne et pluviale). Le concept connexe de Détermination de la longévité, cependant, est le résultat d'une expression génomique spécifique à l'espèce au début du développement qui permet aux tissus somatiques d'un organisme de survivre longtemps après la fin de sa période de reproduction.

Apoptose Mort cellulaire programmée (PCD). Ce processus élimine les cellules inutiles et est particulièrement important pour « sculpter » la structure des tissus et des organes pendant le développement de l'embryon (ou la métamorphose larvaire chez les insectes), mais peut survenir à tout moment même dans les cellules adultes lorsqu'un tissu doit être remodelé. Les signaux pour déclencher l'apoptose peuvent provenir de l'intérieur de la cellule ou de l'extérieur, en stimulant les récepteurs suicide dans la membrane externe de la cellule. Les signaux internes produisant l'apoptose dépendent des interactions de plusieurs protéines et peuvent servir à protéger l'organisme du cancer en tuant les cellules qui ont des changements précancéreux.

Espérance de vie moyenne L'âge auquel 50 pour cent des membres d'une population sont décédés, lorsqu'il est tracé sur une courbe de survie standard. Cette statistique est normalement calculée à partir de la naissance mais peut être recalculée en termes d'années restantes attendues à tout âge.

Socles Ce sont des molécules avec une ou deux structures cycliques contenant de l'azote. Les bases biologiquement importantes sont les purines Adénine et Guanine et le pyrimidines Cytidine, thymine et uracile. L'ADN et l'ARN sont composés de séquences liées de nucléotides. Dans l'ADN, les nucléotides puriques sont l'adénosine (A) et la guanosine (G) les nucléotides pyrimidiques sont la thymidine (T) et la cytosine (C). Dans l'ARN, le nucléotide pyrimidine Uridine (U) remplace la cytosine.

Biomarqueur Un paramètre mesurable de l'âge physiologique qui est un prédicteur plus utile de l'espérance de vie restante que l'âge chronologique. La capacité de mesurer les biomarqueurs est extrêmement importante pour évaluer l'efficacité de toute intervention potentielle prolongeant la vie.

Blastocyste Un embryon préimplantatoire qui contient une cavité remplie de liquide appelée blastocèle.

Restriction calorique (CR) Un régime dans lequel l'apport calorique est réduit, par rapport à ad libitum (manger autant que vous le souhaitez) des régimes sans aucune réduction des besoins nutritionnels (protéines, eau, vitamines ou minéraux). CR n'est pas la même chose que la famine ou la famine. La RC est la seule intervention connue qui prolonge systématiquement la durée de vie maximale. CR a été efficace dans toutes les espèces dans lesquelles il a été essayé (bien que le jury soit toujours sur les humains).

Cancer Une croissance clonale (cellules descendant toutes d'une cellule ancestrale) qui subissent des divisions mitotiques continues et ne sont pas inhibées dans leur croissance lorsqu'elles entrent en contact avec des cellules voisines (inhibition de contact). Ainsi, les cancers effacent l'architecture normale du tissu hôte. Les cellules cancéreuses se propagent souvent (ou métastaser) dans tout le corps par la circulation sanguine ou les vaisseaux lymphatiques pour former des tumeurs dans de nouveaux emplacements au-delà du site d'origine primaire. Les cellules deviennent cancéreuses en accumulant, par étapes, une série de plusieurs mutations qui modifient la fonction de gènes importants pour la croissance cellulaire.

Chromosome Les structures dans le noyau de la cellule, constituées d'ADN lié aux histones et à d'autres protéines. Les gènes sont constitués d'ADN (bien que la majorité de la séquence d'ADN ne fasse partie d'aucun gène). Les gènes sont disposés le long des chromosomes en une séquence continue. La structure des protéines chromosomiques permet une activation sélective (les gènes sont transcrits en protéines) ou un silence (les gènes ne sont pas exprimés), et donc une expression différentielle du génome dans différents types de cellules et l'expression de gènes dans des séquences appropriées au cours du développement de l'organisme ou sous diverses conditions métaboliques. Les chromosomes existent par paires, l'un hérité de la mère (Oeuf) et l'autre du père (sperme). Ainsi, normale somatique les cellules portent deux versions, généralement légèrement différentes, de chaque gène (allèles) et sont appelés diploïde, tandis que le lignée germinale les cellules sont appelées haploïde.

Clivage Les divisions mitotiques de l'embryon précoce qui se produisent en l'absence de croissance pour diviser l'embryon en de nombreuses cellules nucléées plus petites.

Clonage L'utilisation des chromosomes d'une cellule adulte pour créer un jumeau identique (copie) d'un organisme en insérant le noyau adulte dans un ovule dont le noyau a été retiré, en stimulant l'embryogenèse et en implantant l'embryon dans l'utérus d'une mère porteuse . Le clonage reproductif de moutons, de souris, de chèvres, de vaches, de porcs et de mules a été largement réalisé. Cependant, les tentatives de clonage de rats, de chiens et de chevaux n'ont pas encore été couronnées de succès. Des lois interdisant le clonage reproductif humain ont été proposées dans de nombreux pays, dont les États-Unis. Le clonage thérapeutique (sans intention d'implanter l'embryon dans une mère porteuse) mais dans le but de créer une grande collection de cellules souches embryonnaires (totipotentes/pluripotentes) pour traiter le donneur d'origine est une intervention médicale potentiellement importante pour l'avenir.

Cellule diploïde Une cellule avec des paires d'homologues chromosomes.

ADN Abréviation de l'acide désoxyribonucléique. Les molécules d'ADN double brin sont constituées de chaînes antiparallèles (s'exécutant dans des directions opposées) de nucléotides dans lesquelles le composant sucre est désoxyribose. Les chaînes sont disposées dans un double hélice avec les deux chaînes enroulées l'une autour de l'autre et liées ensemble de sorte que chaque “A” soit associé à un “T” (paire A:T) et que chaque “G” soit jumelé à un “C” (paire G:C). Ainsi, lorsque les chaînes se déroulent et se séparent, de nouvelles séquences antiparallèles identiques peuvent être copiées avec leurs longueurs. Ainsi, l'ADN s'auto-réplique.

Hypothèse de compression de la morbidité — Le professeur James F. Fries, MD, rhumatologue à la faculté de médecine de l'Université de Stanford, a établi l'hypothèse de la « compression de la morbidité » en 1980. Il a suggéré que si l'apparition d'une incapacité due à des maladies et conditions liées à l'âge pouvait être reportée à un degré supérieur à l'augmentation de l'espérance de vie moyenne, alors l'invalidité totale à vie pourrait être comprimée en une période moyenne plus courte et l'invalidité moyenne cumulative à vie serait également réduite. Bien qu'elle ait été assez controversée lorsqu'elle a été proposée pour la première fois, cette hypothèse s'est maintenant avérée valable au cours des 20 dernières années.

Soma jetable D'un point de vue évolutif, la directive principale de tout organisme est de transformer l'énergie disponible de l'environnement en un nombre maximal de descendants. Une partie de l'énergie est consommée dans l'entretien des tissus somatiques (corps) de l'organisme (pour la croissance et la réparation des blessures) et une partie est utilisée pour propager les tissus de la lignée germinale. La sélection naturelle favorise les combinaisons génétiques qui produisent le compromis le plus efficace entre ces deux formes d'utilisation de l'énergie de manière à maximiser la valeur adaptative évolutive (c'est-à-dire les performances de reproduction). En conséquence, moins d'énergie est consacrée à l'entretien somatique qu'il n'en faudrait pour la survie indéfinie d'un individu. Il en résulte la mort des individus, mais l'immortalité de la lignée germinale. Les détails du compromis dépendent en grande partie de la niche écologique dans laquelle l'organisme se propage, y compris les prédateurs, les proies, les parasites et d'autres facteurs environnementaux. Selon cette théorie, le moins d'énergie serait consacrée au maintien somatique dans une niche dangereuse à l'inverse, plus d'énergie serait consacrée au renouvellement somatique dans une niche relativement protégée.

Œuf Cellule germinale haploïde femelle.

Entropie Une mesure du niveau de désordre ou d'aléatoire dans un système fermé. Il peut être considéré soit dans le sens de processus thermodynamiques/métaboliques, soit dans le sens de l'augmentation du désordre moléculaire dans une structure. Il peut être considéré comme le même processus par lequel l'érosion se produit lorsque le sol est exposé à la pluie et au vent.

Médecine factuelle La pratique de la médecine avec des recommandations thérapeutiques qui trouvent leur origine dans des tests objectifs d'efficacité publiés dans la littérature scientifique plutôt que dans des observations anecdotiques.

Fécondité La capacité de produire une descendance. Une fécondité élevée signifie la capacité de produire une descendance rapidement et en grand nombre. Dans la démographie des populations humaines, la fécondité est la capacité physiologique à se reproduire, par opposition à la fertilité.

La fertilité Potentiel de reproduction. En démographie, nombre de naissances par an divisé par le nombre de femmes en âge de procréer exprimé en taux.

Gène Une unité fonctionnelle de l'hérédité.C'est un segment de ADN situé sur un site spécifique sur un chromosome dont la longueur est généralement de plusieurs milliers paires de bases longues. Un gène dirige la formation d'une enzyme ou d'une autre protéine au moyen de processus de transcription et Traduction.Plus précisément, un gène est une séquence d'ADN qui peut être activée et copiée en ARN messager (ou ARNm) par le processus connu sous le nom de transcription. L'ARNm est ensuite traité (épissé et réassemblé), migre à travers un pore de la membrane nucléaire dans le cytoplasme cellulaire, puis est traduit par les ribosomes en une séquence d'acides aminés, qui sont réunis par des liaisons peptidiques pour former une protéine au niveau des organites cellulaires appelé réticulum endoplasmique (rugueux et lisse). Chaque triplet de bases (ou codons) dans l'ARNm spécifie un acide aminé différent (sur 20 choix possibles). C'est cette séquence d'acides aminés qui détermine l'identité d'une protéine (son primaire structure). Le modèle de pliage (secondaire [Hélice alpha ou Feuilles plissées Beta], tertiaire, et quartinaire structure) de la séquence primaire - à l'aide de ce qu'on appelle chaperonprotéines– détermine sa morphologie tridimensionnelle et finalement sa fonction (par exemple, une fonction structurelle vs une fonction enzymatique).

Génotype La constitution génétique d'une cellule, d'un organisme ou d'un groupe d'organismes, par rapport à un seul trait ou groupe de traits, la somme totale des gènes transmis des parents à leur progéniture.

Génome La collection complète de gènes dans le noyau de chaque cellule de notre corps. On sait maintenant qu'il y a un peu moins de 25 000 gènes dans le génome humain.

Gériatrie Branche de la médecine interne qui s'occupe des soins et du traitement des personnes âgées et du traitement et de l'amélioration des maladies de la vieillesse et de la fragilité.

Cellules germinales Soit un Oeuf ou un sperme cellule.

Gérontologie Une branche de la biologie se concentrant sur les mécanismes communs du vieillissement à toutes les espèces multicellulaires. Les gérontologues, par exemple, sont soucieux de comprendre les espèces qui semblent présenter une sénescence très progressive ou négligeable sur un long intervalle de temps. Dans ce contexte, les gérontologues peuvent étudier les levures, les vers, les mouches des fruits, les souris, les poissons de roche, les tortues, les chauves-souris, les perroquets, les humains et d'autres créatures présentant une longévité exceptionnelle.

Gérontome Sous-ensemble du génome dont les gènes affectent la longévité, réduisant ou augmentant considérablement la durée de vie moyenne d'un organisme.

Modèle Gompertz Une classe de modèles statistiques proposés pour la première fois par l'actuaire britannique du XIXe siècle Benjamin Gompertz, dans lesquels le taux de risque de décès augmente de façon exponentielle avec l'âge de l'organisme (au moins après une période initiale de risque élevé de mortalité à la naissance et à la petite enfance et une risque beaucoup plus faible à la fin de l'enfance et à l'adolescence). Aujourd'hui le Modèle Wibel est supérieur au modèle de Gompertz, car il explique plus précisément les données démographiques observées.

Hypothèse des grands-parents C'est la supposition que l'arrêt brutal de la reproduction à un âge particulier (ménopause) et la survie prolongée des femmes humaines après la ménopause peuvent avoir été choisis en raison d'un meilleur succès dans l'éducation des enfants (et donc la survie du pool génétique) lorsque les femmes plus âgées concentrent leur ressources sur le bien-être de leurs petits-enfants et ainsi augmenter leurs chances de survie de la tribu, plutôt que d'investir de l'énergie dans la production de plus en plus d'enfants, et potentiellement compromettre le succès reproducteur de leur progéniture plus mature.

Cellule haploïde Une cellule avec la moitié du compliment normal de chromosomes, généralement un cellules germinales.

Limite Hayflick La limite du nombre de fois qu'une cellule peut se diviser pendant la culture cellulaire en série. La valeur de cette limite comme prédicteur de la durée de vie maximale de l'organisme n'est pas encore prouvée. Dans les cultures de fibroblastes humains normaux, par exemple, la limite de Hayflick = 50 (± 10) doublements cellulaires. Les cellules cancéreuses cultivées en culture, cependant, ne présentent pas une telle limite et continuent à se diviser indéfiniment. Les cellules normales cultivées en culture qui ont reçu l'instruction de fabriquer de la télomérase (pour allonger leurs télomères chromosomiques après chaque division) peuvent atteindre l'immortalité réplicative et n'obéissent pas à la limite de Hayflick, mais elles ne semblent pas manifester d'autres caractéristiques pathologiques d'une cellule cancéreuse (comme perte de l'inhibition de contact).

Homéostasie Capacité physiologique d'un organisme à s'autoréguler en rétablissant rapidement les conditions internes à la suite d'une perturbation soudaine de l'environnement externe.

Masse cellulaire interne Cellules qui donnent naissance à l'embryon proprement dit et qui proviennent des cellules internes d'un embryon préimplantatoire précoce.

L'histoire de la vie La combinaison des probabilités de survie et des fécondités spécifiques à l'âge caractéristiques d'une espèce le calendrier du développement individuel et du vieillissement d'un organisme représentatif (p. petite enfance, adolescence, puberté, âge adulte, ménopause, perte de vitalité, fragilité/morbidité et, finalement, décès [mortalité]).

Durée de vie La durée de vie maximale d'une espèce est l'âge de décès caractéristique observé pour son ou ses individus les plus âgés (par exemple, pour les humains de 122 ans et plus). D'autre part, durée de vie moyenne est l'âge auquel 50 pour cent des membres d'une espèce ou d'un groupe sont morts. Au cours des deux derniers siècles, l'espérance de vie moyenne a considérablement augmenté, tandis que la durée de vie maximale, comme le montre le tableau ci-dessus, n'a pratiquement pas changé.

Gènes de longévité Gènes gérontiques qui prolongent ou raccourcissent la durée de vie maximale d'une espèce.

Cellule multipotente Une cellule souche qui a des capacités limitées pour la spécialisation, normalement dans un type de tissu spécifique.

MutationTout changement dans la structure de l'ADN qui modifie l'ordre établi des bases. Cela peut empêcher un gène (ou une série de gènes) d'être activé normalement (soit être réduit au silence, soit, au contraire, être exprimé de manière inappropriée) ou peut amener un gène à exprimer une protéine avec une structure anormale (et donc une fonction anormale). La plupart des mutations qui ont un effet sont délétères. Rarement, les mutations peuvent produire un avantage pour l'organisme qui les porte. Les allèles avec des mutations avantageuses sont sélectionnés et ont tendance à devenir plus fréquents dans le génome de l'espèce. L'inverse est vrai pour les mutations délétères. Certaines mutations déplacent la cellule qui les porte vers un phénotype malin (cancer).

Nécrose Mort cellulaire secondaire à une lésion traumatique. La nécrose induit invariablement une réaction inflammatoire ultérieure, à la différence de apoptose ce qui n'est pas le cas.

Nucléotides molécules constituées d'un purine ou pyrimidine base, un sucre ribose ou désoxyribose et un groupe phosphate.

Parthénogenèse Le développement d'un individu à partir d'un œuf sans fécondation.

Phénotype Les manifestations externes de l'expression des gènes que ce soit au niveau de la cellule (par exemple, les cellules musculaires sont longues et fines et contiennent des fibrilles contractiles, les cellules nerveuses ont des membranes excitables et des processus de communication) ou de l'organisme (par exemple, la girafe a un long cou un léopard, taches, et éléphants, trompes).

Cellule pluripotente Cellule capable de donner naissance à la plupart des tissus d'un organisme.

Progéria Une maladie ou un syndrome humain dans lequel certaines caractéristiques de la sénescence sont accélérées de sorte que des individus relativement jeunes semblent prématurément vieillis. Les exemples comprennent Syndrome de Hutchinson Guilford (Le HGS est une maladie autosomique dominante rare avec une présentation flétrie classique conduisant à une mort précoce à l'adolescence. On sait maintenant qu'elle est causée par un de novo mutation ponctuelle dans le Lame gène qui provoque une troncature prématurée dans une protéine qui enrobe et organise la surface intérieure de l'enveloppe nucléaire, Syndrome de Rothmund, Syndrome de Cockayne, Syndrome de Bloom, Syndrome de Marfan’s. Syndrome de Down, Maladie de Huntington, et Syndrome de Werner (un défaut enzymatique [hélicase] dans la réparation de l'ADN).

Protéine Une séquence linéaire d'acides aminés dont la forme tridimensionnelle détermine une fonction particulière dans le corps.

Protéome La collection de toutes les protéines dans le corps d'un organisme. Pour l'homme, on estime qu'il existe 250 000 à 300 000 protéines, dont moins de la moitié ont été répertoriées à ce jour. Seulement environ 10 000 protéines ont été entièrement caractérisées à ce jour, mais des efforts systématiques pour les identifier et les caractériser sont tous en cours et pourraient être achevés avant la fin de cette décennie. Comprendre leurs fonctions et interactions pourrait prendre beaucoup plus de temps.

Clonage reproductif La création d'un embryon à l'aide SCNT dans le but de créer un nouvel individu (jumeau identique) de cette espèce.

reprogénique Des techniques au croisement de la médecine de la reproduction et de la génétique pour manipuler les gamètes et les embryons.

ARN Acide ribonucléique. L'ARN est une chaîne séquentielle des nucléotides Adénosine, Guanosine, Thymidine et Uridine. Dans l'ARN, les molécules de sucre sont ribose. L'ARN est généralement simple brin. La séquence de la plupart des molécules d'ARN est copiée à partir de séquences d'ADN spécifiques par des enzymes dans un processus appelé transcription.

Cellule somatique UNE diploïde cellule du corps une cellule autre qu'une cellules germinales (un ovule ou un spermatozoïde).

Transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) Le transfert d'un noyau cellulaire d'un cellule somatique dans un énucléé Oeuf (un dont le noyau a été retiré).

Sperme Cellule germinale haploïde mâle.

Cellule souche Cellule indifférenciée qui possède la capacité de se diviser pendant des périodes indéfinies en culture et peut donner naissance à des cellules hautement spécialisées de chaque type de tissu. Il y a des cellules souches embryonnaires trouvées dans le blastocyste qui sont connues pour être totipotent, tandis que les cellules souches adultes trouvées dans la moelle osseuse, par exemple, peuvent seulement être pluripotent (pas capable de produire un tout nouvel organisme mais capable de produire les trois types de tissus).

Fonction de survie Probabilité qu'un individu reste en vie à un âge donné. Le pourcentage d'une cohorte expérimentale qui reste en vie au cours de l'expérience.

Télomère/Télomérase Séquences d'ADN répétitives aux quatre extrémités du chromosome, qui peuvent être allongées par une enzyme contenant de l'ARN appelée télomérase. Pour les mammifères, cette séquence répétée est “TTAGGG.” Les télomères permettent de copier l'intégralité de la séquence fonctionnelle du chromosome pendant la division cellulaire en fournissant un « ADN de rechange » aux extrémités. Parce que le processus normal de réplication de l'ADN ne peut pas être initié à la toute fin d'un chromosome sans télomérase, les chromosomes seraient systématiquement plus courts à chaque fois qu'ils étaient copiés. Les chromosomes des cellules germinales sont transmis pendant un nombre illimité de générations, de sorte que les cellules germinales ont besoin de télomérase pour éviter la destruction de leurs chromosomes et l'extinction de l'espèce. La plupart des cellules somatiques n'ont pas de télomérase active, donc leurs télomères raccourcissent à chaque division cellulaire. Lorsque les télomères se raccourcissent de manière critique, les cellules meurent soit par apoptose ou cesser de diviser (voir Hayflick Limite). Les cellules cancéreuses développent généralement une enzyme télomérase active en tant qu'ingrédient essentiel du processus de devenir malin. Par conséquent, un médicament qui bloque la télomérase pourrait fonctionner comme une thérapie anticancéreuse importante avec très peu d'effets secondaires si un tel médicament pouvait être identifié.

Clonage thérapeutique La création d'un embryon de plusieurs jours en utilisant SCNT dans le but de récolter les cellules pour une amplification et une injection ultérieures de culture tissulaire dans un hôte à des fins thérapeutiques (vraisemblablement sans crainte de GVH [Graft contre hôte] Maladie ou rejet immunologique).

Cellule Totipotente Une cellule ayant une capacité illimitée pour créer un nouvel organisme. Une cellule totipotente a la capacité de se spécialiser en un embryon, des membranes et des tissus extra-embryonnaires et tous les tissus et organes post-embryonnaires.

Recherche de traduction Investigation clinique avec des sujets humains (patients ou volontaires normaux) dans laquelle les connaissances obtenues à partir de la recherche fondamentale avec des gènes, des cellules ou des animaux sont traduites en interventions diagnostiques ou thérapeutiques qui peuvent être appliquées au traitement ou à la prévention des maladies ou de la fragilité.

Cellules trophobestiques Cellules qui contribuent au placenta mais pas à l'embryon lui-même et qui sont nécessaires pour qu'un embryon s'implante dans la paroi utérine.

Glossaire technique

Quelques-uns de nos termes encore plus techniques sont désormais répertoriés ci-dessous :

Pléiotropie antagoniste Effets génétiques multiples dans un organisme, tels que les allèles qui améliorent la forme physique tôt dans la vie ont des effets néfastes plus tard dans la vie.

Période de garantie biologique Pour une espèce donnée, des termes tels que longévité, espérance de vie moyenne, durée de vie maximale ou durée de vie sont génériques. Ils mesurent statistiquement combien de temps un membre individuel d'une espèce donnée pourrait vivre dès sa naissance dans des conditions environnementales standard (démographie et épidémiologie). Ils ne font aucune distinction entre les vies écourtées par des décès prématurés et les vies présentant une durée de vie complète dans laquelle les gènes de l'organisme sont autorisés à exprimer leur plein potentiel sans prédation ou autres limitations liées à l'adversité du mode de vie. Cependant, ces termes ne donnent aucune idée des raisons pour lesquelles la durée de vie de cette espèce a ou devrait avoir ces limites. Ces déterminations ne peuvent être appréciées que dans le contexte d'un marché plus large d'espèces concurrentes dans une chaîne alimentaire écologique (web), et notamment incluant les micro-organismes et les parasites présents dans leur habitat. Dans le contexte de la fabrication de produits, disons d'automobiles, un période de garantie prévoit explicitement un laps de temps limité dans lequel des défaillances flagrantes ne seraient pas anticipées par les ingénieurs qui ont conçu le véhicule dans des conditions d'utilisation normales, et la société de fabrication encourt peu de risques financiers en attirant les acheteurs de voitures neuves avec un type de police d'assurance qui inclut la gratuité réparations pour les 30 000 premiers milles ou trois ans, selon la première éventualité. L'adjectif « biologique » est inséré pour restreindre notre attention aux systèmes biologiques et implique que des défaillances d'origine biologique sont susceptibles de se produire chaque fois que la survie d'un individu s'étend au-delà de sa période de garantie (généralement la fin de la capacité de reproduction pour les femmes [ménopause] ou la âge équivalent pour les hommes [andropause]). Par la suite, la créature vit du « temps emprunté », pour ainsi dire. Si l'accumulation nette de dommages aux éléments constitutifs moléculaires de base de la vie (ADN, protéines, glucides et graisses) finit par dépasser la capacité d'entretien et de réparation du corps, cela rend l'individu vulnérable aux forces de la morbidité (entropie ou la deuxième loi de la thermodynamique). Plutôt que de faire partie de la intentionnel choix faits par les ingénieurs de fabrication pour les voitures ou d'autres appareils mécaniques (les voitures plus chères et bien faites durent plus longtemps avant de tomber en panne de manière catastrophique), cependant, les périodes de garantie biologique sont un stochastique sous-produit de la négligence darwinienne et des programmes génétiques pour l'histoire de la vie d'une espèce (conception, embryogenèse, développement et reproduction sexuée) à court de choses nouvelles (ou intéressantes) à faire. Les humains peuvent avoir leurs propres agendas personnels, mais après la période de garantie biologique, notre directive génétique principale pour « aller de l'avant et se multiplier » a été épuisée. En d'autres termes, par définition, la fin de la période de garantie biologique coïncide avec le début précoce du vieillissement, et sans une intervention fondamentale dans la programmation, la vitalité ne peut que décroître à partir de ce point. Voir L'histoire de la vie.

Ecdysone L'hormone d'insecte juvénile produite dans les chenilles qui induit la mue et la métamorphose.

E-mortalité Espérance de vie indéfinie des individus d'une espèce à reproduction sexuée sans décès secondaire à la sénescence cellulaire. Cependant, un individu mortel peut toujours mourir à la suite d'un traumatisme environnemental ou d'un accident. Étymologie: Ce terme a été inventé pour la première fois par Alvin Silverstein, Ph.D., professeur de biologie au College of Staten Island/CUNY (2800 Victory Blvd. Staten Island, NY 10314 E-mail : [email protected] ou [email protected] aol.com ) pour le distinguer du terme plus usuel de immortalité et éviter ainsi toute sa connotation religieuse. Il déclare : « Je l'utilisais avec des collègues et des amis dans les années 1950 », bien qu'il n'ait pas paru « imprimé » jusqu'à ce que mon livre, Conquête de la mort : les perspectives d'émortalité à notre époque (Macmillan, NY 1979). [Note de l'éditeur : bien que ce livre soit maintenant épuisé, il y a 193 autres livres écrits par le Dr Silverstein qui peuvent être trouvés sur Amazon.com.]

Gène gérontique Gène affectant la longévité, réduisant ou augmentant de manière significative la durée de vie moyenne ou maximale d'un organisme.

Hormèse L'effet stimulant d'une concentration subinhibitrice de toute substance toxique sur un organisme. En d'autres termes, certains membres d'une population, après une période de maladie, peuvent en fait bénéficier d'un «poison» qui raccourcit normalement la durée de vie des autres membres du groupe, comme dans une dose DL50 d'un poison mortel. à la moitié des membres d'une population de souris, mais renforce ensuite les souris qui parviennent à survivre à la blessure.

Itéroparité L'état dans un organisme individuel de se reproduire à plusieurs reprises ou plus d'une fois dans une vie.

Trajectoire de mortalité Graphique du taux de mortalité en fonction du groupe d'âge au fil du temps.

Néoténie Un allongement du stade larvaire chez un organisme sexuellement mature comme la salamandre tigrée du Mexique ou l'axolotyl, ou dans certaines castes de termites maintenues au stade larvaire en remplacement futur de la reine (cf. pédogenèse).

Pédogenèse Un stade larvaire permanent avec développement sexuel, comme chez certaines cécidomyies.

Pléiotropie Les multiples effets phénotypiques d'un seul gène.

Semelparité Un modèle d'histoire de vie qui se caractérise par une forte poussée d'activité reproductrice suivie d'une sénescence rapide.


Voir la vidéo: Reproduction Sexuée et Stabilité de lEspèce # 1- SVT - Terminale S - Mathrix (Août 2022).